江西省上栗縣七寶山銅多金屬礦床成礦巖體地球化學特征及成因研究

張磊，權富，馬超

(1.江西省地質局第一地質大隊，江西南昌 330002；2.江西省礦產資源保障服務中心，江西南昌 330002）

七寶山銅多金屬礦為矽卡巖型礦床，成礦母巖為以花崗閃長斑巖為主的志木山巖體，與成礦有關的圍巖為二疊系中統茅口組。七寶山銅多金屬礦床成因總體研究程度較低，本次針對志木山巖體進行巖石學、全巖地球化學研究，研究成礦母巖的成因及構造地質意義，對探討礦床成因、總結成礦規律具有重要意義。

1 礦床地質特征

礦床屬于欽杭成礦帶萍鄉-德興Cu-Pb-Zn-Ag-Au-W-Mn海泡石-硅灰石成礦亞帶［1-3］。區域性構造主要為北東—北北東向線型褶皺和逆斷層F1。

礦區出露地層主要為二疊系及三疊系地層。其中茅口組為主要賦礦地層。礦區基本構造為北東向背斜，背斜核部由棲霞、茅口組組成；兩翼由樂平組和七寶山組構成，北西翼傾向北西，傾角10°～50°，南東翼傾向南東，傾角10°～40°，北翼被斷層（F1）切割而發育不完整，該斷裂具有多期活動性。

礦區出露巖體為志木山巖體，主要巖性為花崗閃長斑巖，見少量石英閃長玢巖和矽卡巖化斜長巖。成巖年齡約為166.28±0.67Ma［4］，屬燕山期早期淺成侵入巖體。巖體沿北東向侵入背斜核部，呈不規則巖滴、巖脈、巖株狀，數量眾多。巖體總體展布與主體構造線方向一致，與圍巖多呈斜交層理侵入接觸，接觸面產狀多變，總體上為北緩南陡。巖體為“無根”巖體，深部受F1斷層切割［5-6］。

礦區內志木山巖體順北東向背斜侵入于中二疊統碳酸鹽巖地層中，形成以矽卡巖型為主的銅鉬多金屬礦產，目前大致查明的礦種有銅、鉬、鎢、磁鐵礦等。礦體主要賦存于矽卡巖中，少量賦存于花崗閃長斑巖、大理巖中。礦體產狀受矽卡巖帶和斷裂、裂隙聯合控制。礦體以長透鏡狀、脈狀、囊狀為主，部分呈似層狀。

2 成礦巖體地球化學特征

2.1 巖石學特征

根據巖性和巖石結構構造特征及產狀差異，可將巖體劃分為內部相及邊緣相，呈漸變過渡接觸。

內部相：處于巖體中央部位，主要為花崗閃長斑巖，具斑狀結構為主，塊狀構造；礦物成分較穩定，未見明顯蝕變礦化，斑晶占20%～40%，主要為斜長石（68%±）、石英（14%±）、角閃石（9%±）、鉀長石（6%±）、黑云母（3%±），斑晶一般1m～2mm；基質占60%～80%，微細粒結構或隱晶質結構，主要為鉀長石、斜長石、石英、角閃石等，粒徑0.1m～0.2mm。

邊緣相：分布于巖體邊緣，主要為石英閃長玢巖和矽卡巖化斜長巖等，發育絹云母化、矽卡巖化、黃鐵礦化、綠泥石化等。石英閃長玢巖呈殘余斑狀結構，塊狀構造，結晶粒度較內部相對減小，礦物自形程度低；斑晶為斜長石、石英，粒徑0.1mm～0.5mm；基質由斜長石和少量他形石英組成，粒徑0.01mm～0.02mm。斜長巖呈中細粒結構，塊狀構造，主要由斜長石組成，弱白云母化、矽卡巖化，斜長石半自形板狀、板柱狀，長徑2mm～5mm，含量約90%，常見少量透輝石、石榴石等矽卡巖礦物。

2.2 主要元素特征

志木山巖體SiO2含量60.86%～66.50%，平均64.35%，屬中酸性巖類；里特曼（A.Rittmann,1957）指數（σ）0.78～3.68，平均2.68（表1、表2），K20-SiO2圖解中（圖1）位于高鉀鈣堿性系列及鉀玄巖系列［7-8］，SiO2-堿度圖中（圖2）位于堿性-鈣堿性區，表明志木山巖體屬高鉀堿性-鈣堿性系列；鋁飽和指數A/NKC為0.78～0.85，平均0.81，鋁飽和指數判別圖中（圖3）均位于準鋁質區，表明志木山巖體屬準鋁質系列；由于巖體遭受了蝕變，鏡下定名存在一定難度，本次采用巖漿巖系統全堿-硅（TAS）分類圖解（圖4）進行輔助定名，數據投影點落入花崗閃長巖、石英二長巖、二長巖中；綜上所述，志木山巖體屬高鉀堿性-鈣堿性準鋁質花崗閃長斑巖。

表1 志木山巖體主要元素特征表(ωB%)

表2 志木山巖體CIPW標準礦物計算表（wt%）

圖1 K2O-SiO2分異圖

圖2 SiO2-堿度圖

圖3 鋁飽和指數判別圖

圖4 全堿-硅（TAS）分類圖

2.3 微量元素特征

志木山巖體微量元素分析結果顯示，銅含量28.7ppm～17100ppm，平均含量4384ppm，呈明顯富集，銅最高品位已達工業品位；鉬含量一般為1.64ppm～7.58ppm，部分大于50ppm，呈明顯富集，未達邊界品位；鎢含量一般為15.2ppm～64ppm，部分大于100ppm，呈明顯富集，未達工業品位；鉛含量6.59ppm～39.8ppm，平均21.87ppm，明顯富集，未達邊界品位；鋅含量33.2 ppm～730ppm，平均253.88ppm，明顯富集，未達邊界品位(表3）。以上事實證實了志木山巖體的含礦性，是七寶山銅多金屬礦床的成礦母巖。

表3 志木山巖體微量元素特征表(×10-6，Au為×10-9)

2.4 稀土元素特征

志木山巖體稀土總量159.18ppm～175.95ppm，平均含量167.57ppm；輕重稀土比值10.88～12.91，平均11.89，LaN/YbN為12.79～17.23，平均15.01，輕稀土相對富集。稀土配分圖上曲線表現為右傾斜，輕稀土分餾明顯，重稀土分餾不明顯。Eu異常不明顯或無異常，δEu值0.98～1.03，平均1.00（表4，圖2-圖3）。

表4 志木山巖體稀土元素特征表(×10-6)

圖5 志木山巖體稀土配分型式圖

3 巖體成因分析

3.1 物質來源判別

Lgσ介于-0.11—0.57，Lgτ介于1.63—1.72，具有造山帶巖漿巖的特征（圖6）。本文采用ACF圖解來判別花崗巖成因類型（圖7），圖解結果顯示，志木山巖體大部分落入I型花崗巖區域，少量落入S型花崗巖區域，均靠近I型與S型花崗巖的分界線附近，不能明確鑒別花崗山的成因類型。欽杭成礦帶東段區域內I型花崗巖不具明顯的Eu異?；驘oEu異常，輕重稀土分餾明顯的特征［9］；S型花崗巖具明顯的負Eu異常，輕重稀土分餾不明顯［10-11］；A型花崗巖具極明顯的負Eu異常，輕重稀土分餾不明顯［12-13］。志木山巖體稀土配分型式與I型花崗巖類似，因此認為志木山巖體屬I型花崗巖。

圖6 Lgσ—Lgτ圖解

圖7 成因判別ACF圖解

在反映花崗巖源區特征的C/MF—A/MF圖解［14］中（圖8），花崗閃長斑巖位于“基性巖的部分熔融”區域，反映出志木山花崗巖源區以基性火山巖為主。Nb/Ta比值常?？梢杂行У刈R別源區的特征，Nb/Ta值小于8.3，源區為下地殼；Nb/Ta值大于17，源區為虧損地幔，志木山花崗閃長斑巖Nb/Ta比值為5.27～17.64，表明其形成時有大量下地殼物質參與，同時有少量地幔物質加入。

圖8 志木山巖體巖漿源區判別圖

3.2 構造環節判別

R2-R1圖解（圖9）中大部分落入板塊碰撞后隆起期花崗巖，僅少量落入地幔斜長花崗巖、破壞性活動板塊邊緣（板塊碰撞前）花崗巖，志木山花崗閃長斑巖應為碰撞后隆起花崗巖。

圖9 志木山巖體R2-R1成因分類圖解

4 結論

（1）志木山巖體屬高鉀堿性-鈣堿性準鋁質I型花崗巖，其形成時有大量下地殼物質參與，同時有少量地幔物質加入。

（2）志木山巖體應為碰撞后隆起花崗巖，結合區域資料，認為其產出環境整體表現為陸陸造山環境，是在碰撞壓力致使下地殼加厚之后，板塊伸展減薄環境的環境中形成的。